CN103293514B - 一种自定位式rfid定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明的自定位式RFID定位系统，定位RFID标签向处理器发送带有定位RFID标签自身ID信息的RFID标签标识信号，处理器根据接收到的RFID标签标识信号的强度判断定位RFID标签距离RFID主定位基站的距离；同时，处理器根据接收到的RFID主定位基站的地理位置信息和定位RFID标签距离RFID主定位基站的距离确定定位RFID标签的地理位置信息。上述自定位式RFID定位系统不需要对每个RFID定位基站的位置进行精确地人工设定和测量设定和测量，通过卫星定位模块或者辅助定位基站系统对未知位置的基站进行定位，有效解决了现有技术中RFID定位技术人工设置RFID定位基站的地理位置带来的建设初期周期长和成本大的问题，提高工作效率，降低成本。

Description

一种自定位式RFID定位系统

技术领域

本发明涉及一种定位基站，具体是一种自定位式RFID定位系统，属于通讯系统技术领域。

背景技术

目前的定位技术主要包括卫星定位技术、超声波定位技术、手机基站定位技术和RFID定位技术。

卫星定位技术是定位卫星按照一定规律发出包含时钟同步信号及识别串信号的无线电微波信号，定位目标自带微波接收器，能够接收多个定位卫星发送的无线电时钟同步信号及识别串信号，定位目标通过分析接收到的不同定位卫星的时钟同步信号及识别串信号的相位差来计算出定位目标的具体位置。只要定位卫星的微波信号覆盖到的地方即可实现卫星定位，卫星定位技术定位范围广，用户不用单独设立定位基站；但是，由于在室内、涵洞以及有其他遮挡物的地方卫星信号很弱，无法接收到卫星信号；并且微波接收器启动时间周期长，自身功耗大，在便携式、微功耗的需求场合无法使用。

超声波定位技术是在一定区域内设置多个超声波接收器，定位目标发射超声波脉冲信号，超声波脉冲信号在空中按照固定的速度传播，不同的接收器接收到超声波脉冲信号的时间不同，根据接收器的位置及不同的接收器接收的超声波脉冲信号的相位差来计算出定位目标的位置。超声波定位技术虽然能够应用在便携式、微功耗的需求场合，但是由于超声波自身的频率比较低，在工作时的定位精度及超声波信号携带的有效信息量就比较低，导致支持的定位目标的数量也比较少；另外，超声波设备在工作时声波反射现象比较严重，会导致严重的定位误差，无法大规模推广。

手机基站定位技术是手机基站工作时会发射带手机基站ID标识和位置信息的无线电波信号，手机基站的输出无线电波信号随着传播距离的增加按照一定的规律在衰减，定位目标自带手机接收功能，利用手机接收功能接收并解析手机基站的ID标识和位置信息以及不同的手机基站发出的无线电波的信号强度，通过计算得到定位目标的位置。手机基站定位技术不用铺设专门的定位基站，充分利用电信运营商的手机基站，可以大范围推广使用，但是手机基站发出的电波传播距离较远，传播途中信号强度容易受到多种因素影响，导致定位位置不够准确，定位精度一般在数百米的范围内。

RFID定位技术是在一定区域内设置多个RFID读取装置，即RFID定位基站，定位目标内设置有RFID电子芯片及发射天线，定位目标通过发射天线向空中发射RFID标识信号，定位目标发出的RFID标识信号随着距离的增加按照一定的规律逐步衰减，不同的RFID定位基站接收到的信号强度不同，根据RFID定位基站的位置及不同RFID定位基站接收的信号强度大小，通过计算得到定位目标的位置。RFID定位技术只要知道RFID定位基站的位置，就能够精确定位，但是RFID定位技术在初建期需要对每个RFID定位基站的位置进行精确设定和测量，这样才能确保定位的精度，这大大增加了系统实施的工作量、实施周期、实施难度和实施成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中RFID定位技术需要对每个RFID定位基站的位置进行精确设定和测量才能确保定位的精度导致实施周期和成本增加的技术问题，从而提供一种自定位式RFID定位系统。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自定位式RFID定位系统，包括RFID主定位基站、定位RFID标签、辅助定位基站系统，其中，

定位RFID标签，对外发送带有所述定位RFID标签自身ID信息的RFID标签标识信号；

RFID主定位基站，进一步包括电子芯片，所述电子芯片内设置有RFID发射模块、处理器和卫星定位模块，其中，

RFID发射模块，发送带有所述RFID主定位基站自身ID信息的RFID基站标识信号给辅助定位基站系统；

卫星定位模块，获取所述RFID主定位基站的地理位置信息，并将所述地理位置信息发送给所述处理器；

处理器，接收所述定位RFID标签的RFID标签标识信号，并根据接收到的所述RFID标签标识信号的强度判断所述定位RFID标签距离所述RFID主定位基站的距离；同时，所述处理器接收所述RFID主定位基站的地理位置信息，根据所述地理位置信息和所述定位RFID标签距离所述RFID主定位基站的距离确定所述定位RFID标签的地理位置信息； 

辅助定位基站系统，接收所述RFID主定位基站的RFID基站标识信号，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站系统的距离；然后根据所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站系统的距离和预先存储的所述辅助定位基站系统的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站的地理位置信息输出给处理器。

所述的自定位式RFID定位系统，所述辅助定位基站系统进一步包括辅助定位基站和数据服务器，其中，

辅助定位基站，接收所述RFID发射模块发送的所述RFID主定位基站的RFID基站标识信号，并将所述RFID主定位基站的所述RFID基站标识信号、所述RFID基站标识信号的强度和预先存储的所述辅助定位基站的地理位置信息发送给数据服务器；

数据服务器，接收所述辅助定位基站发送的信息，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站的距离；然后根据所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站的距离和预先存储的所述辅助定位基站的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站的地理位置信息输出给处理器。

所述的自定位式RFID定位系统，所述RFID发射模块进一步包括启动单元；当所述处理器无法接收到所述卫星定位模块发送的所述RFID主定位基站的所述地理位置信息时，所述处理器向所述数据服务器发出请求信号，所述数据服务器接收到所述处理器发送的请求信号时，所述数据服务器向所述RFID发射模块的所述启动单元发出工作命令信号，当所述启动单元接收到所述数据服务器发送的所述工作命令信号时，所述RFID发射模块对外发送带有所述RFID主定位基站自身ID信息的RFID基站标识信号。

所述的自定位式RFID定位系统， RFID主定位基站还包括第一天线，所述第一天线和所述RFID发射模块连接，用于所述RFID发射模块对外发送和接收信号。  

所述的自定位式RFID定位系统， RFID主定位基站还包括第二天线，所述第二天线和所述处理器连接，用于处理器对外发送和接收信号。

所述的自定位式RFID定位系统，所述地理位置信息包括经纬度和海拔高度。

所述的自定位式RFID定位系统，所述卫星定位模块为北斗卫星定位或者 GPS卫星定位。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的自定位式RFID定位系统，包括RFID主定位基站、定位RFID标签、辅助定位基站系统，RFID主定位基站进一步包括电子芯片，电子芯片内设置有RFID发射模块、处理器和卫星定位模块；定位RFID标签向处理器发送带有定位RFID标签自身ID信息的RFID标签标识信号，处理器根据接收到的RFID标签标识信号的强度判断定位RFID标签距离RFID主定位基站的距离；同时，处理器根据接收到的RFID主定位基站的地理位置信息和定位RFID标签距离RFID主定位基站的距离确定定位RFID标签的地理位置信息。上述自定位式RFID定位系统不需要对每个RFID定位基站的位置进行精确地人工设定和测量，通过卫星定位模块或者辅助定位基站系统对未知位置的RFID主定位基站进行定位：在卫星信号很强的区域，依靠卫星定位模块给RFID主定位基站定位，使定位更加精确，在卫星信号很弱而无法利用卫星定位模块定位的区域，利用辅助定位基站系统对未知位置的RFID主定位基站定位，有效解决了现有技术中RFID定位技术需要人工设置每一个RFID定位基站的地理位置带来的建设初期周期长和成本大的问题，提高工作效率，降低成本，同时，有效解决了现有技术中卫星定位技术的盲区。

（2）本发明所述的自定位式RFID定位系统，所述RFID发射模块进一步包括启动单元，所述RFID发射模块平时处于休眠状态，当RFID主定位基站的地理位置信息无法通过卫星定位模块确定时，RFID发射模块发送带有RFID主定位基站自身ID信息的RFID基站标识信号给辅助定位基站系统，辅助定位基站系统根据接收到的RFID基站标识信号的强度判断RFID主定位基站距离辅助定位基站系统的距离；然后根据RFID主定位基站距离辅助定位基站系统的距离和预先存储的辅助定位基站系统的地理位置信息计算得到RFID主定位基站的地理位置信息，并将RFID主定位基站的地理位置信息输出给处理器。上述自定位式RFID定位系统中的RFID发射模块平时处于休眠状态，节省能耗，延长该系统的使用寿命。

（3）本发明所述的自定位式RFID定位系统，RFID主定位基站通过辅助定位基站获取自身地理位置信息后，可以作为辅助定位基站系统中的辅助定位基站帮助其他未知位置的RFID主定位基站确定位置，以此类推，一个RFID主定位基站只要在距离辅助定位基站合适的距离内都可以以这种方式获取自身的地理位置信息，大大增加RFID主定位基站获取地理位置信息的几率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

  图1是本发明所述自定位式RFID定位系统一个实施例的结构示意图；

图2是本发明图1所述自定位式RFID定位系统的应用示意图；

图3是本发明所述自定位式RFID定位系统一个实施例的工作流程图；

图4是本发明所述自定位式RFID定位系统中所述数据服务器3的工作流程图。

图中附图标记表示为：1-RFID主定位基站，11-RFID发射模块，111-启动单元，12-处理器，13-卫星定位模块，2-定位RFID标签，3-辅助定位基站系统，31-辅助定位基站，32-数据服务器。

具体实施方式

本发明所述的自定位式RFID定位系统，如图1、2所示，其包括RFID主定位基站1、定位RFID标签2、辅助定位基站系统3，定位RFID标签2，对外发送带有所述定位RFID标签自身ID信息的RFID标签标识信号； RFID主定位基站1，进一步包括电子芯片，所述电子芯片内设置有RFID发射模块11、处理器12和卫星定位模块13，其中， RFID发射模块11，发送带有所述RFID主定位基站1自身ID信息的RFID基站标识信号给辅助定位基站系统3；卫星定位模块13，获取所述RFID主定位基站1的地理位置信息，并将所述地理位置信息发送给所述处理器12；处理器12，接收所述定位RFID标签2的RFID标签标识信号，并根据接收到的所述RFID标签标识信号的强度判断所述定位RFID标签2距离所述RFID主定位基站1的距离；同时，所述处理器12接收所述RFID主定位基站1的地理位置信息，根据所述地理位置信息和所述定位RFID标签2距离所述RFID主定位基站1的距离确定所述定位RFID标签2的地理位置信息；本实施例中，所述地理位置信息为经纬度和海拔高度，所述RFID主定位基站1还包括第一天线，所述第一天线和所述RFID发射模块11连接，用于所述RFID发射模块11对外发送和接收信号，所述RFID主定位基站1还包括第二天线，所述第二天线和所述处理器12连接，用于所述处理器12对外发送和接收信号，所述卫星定位模块13 为GPS卫星定位。

作为其他实施方式，所述卫星定位模块13 为北斗卫星定位。

辅助定位基站系统3，接收所述RFID主定位基站1的RFID基站标识信号，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站1距离所述辅助定位基站系统3的距离；然后根据所述RFID主定位基站1距离所述辅助定位基站系统3的距离和预先存储的所述辅助定位基站系统3的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站1的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站1的地理位置信息输出给处理器12。

本实施例中，所述辅助定位基站系统3进一步包括辅助定位基站31和数据服务器32，其中，辅助定位基站31，接收所述RFID发射模块11发送的所述RFID主定位基站1的RFID基站标识信号，并将所述RFID主定位基站1的所述RFID基站标识信号、所述RFID基站标识信号的强度和预先存储的所述辅助定位基站31的地理位置信息发送给数据服务器32；数据服务器32，接收所述辅助定位基站31发送的信息，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站1距离所述辅助定位基站31的距离；然后根据所述RFID主定位基站1距离所述辅助定位基站31的距离和预先存储的所述辅助定位基站31的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站1的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站1的地理位置信息输出给处理器12，所述数据服务器32的工作过程参见图4所示。

所述处理器12可以同时接收所述卫星定位模块13发送的所述RFID主定位基站1的地理位置信息和所述辅助定位基站系统3发送的所述RFID主定位基站1的地理位置信息，然后进一步对接收到的两个地理位置信息处理，得到所述RFID主定位基站1的最终地理位置信息，例如，在卫星信号很强的区域，依靠所述卫星定位模块13的地理位置信息给所述RFID主定位基站1定位，使定位更加精确，在卫星信号很弱而无法利用所述卫星定位模块13定位的区域，利用所述辅助定位基站系统3的地理位置信息对未知位置的所述RFID主定位基站1定位。

所述处理器12也可以根据实际情况接收所述卫星定位模块13发送的所述RFID主定位基站1的地理位置信息和所述辅助定位基站系统3发送的所述RFID主定位基站1的地理位置信息中的任意一个作为所述RFID主定位基站1的地理位置信息。优选地，参见图3所示，所述RFID发射模块11进一步包括启动单元111；所述RFID发射模块11平时处于休眠状态。在卫星信号很强的区域，所述卫星定位模块13发送的所述RFID主定位基站1的所述地理位置信息给处理器，作为所述RFID主定位基站1的所述地理位置信息。在卫星信号很弱的区域，无法利用所述卫星定位模块13进行定位，当所述处理器12无法接收到所述卫星定位模块13发送的所述RFID主定位基站1的所述地理位置信息时，所述处理器12向所述数据服务器32发出请求信号，所述数据服务器32接收到所述处理器12发送的请求信号时，所述数据服务器32向所述RFID发射模块11的所述启动单元111发出工作命令信号，当所述启动单元111接收到所述数据服务器32发送的所述工作命令信号时，所述RFID发射模块11对外发送带有所述RFID主定位基站1自身ID信息的RFID基站标识信号，辅助定位基站系统3接收所述RFID主定位基站1的RFID基站标识信号，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站1距离所述辅助定位基站系统3的距离；然后根据所述RFID主定位基站1距离所述辅助定位基站系统3的距离和预先存储的所述辅助定位基站系统3的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站1的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站1的地理位置信息输出给处理器12，作为所述RFID主定位基站1的地理位置信息。

 将本发明所述的自定位式RFID定位系统通过无线联网布置在校车上，每个学生携带一个定位RFID标签2，则可以在整个校车的运行过程中实现对每一个学生的身份识别、学生即时位置判断、学生上下车判断和车载学生数量等的判断。

将本发明所述的自定位式RFID定位系统通过无线联网布置在物流车辆上，给每件货物携带一个定位RFID标签2，则可以自动监控每一件货物的上车、下车地点，是否遗失货物，以及货物的遗失地点等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种自定位式RFID定位系统，其特征在于，包括RFID主定位基站、定位RFID标签、辅助定位基站系统，其中，

定位RFID标签，对外发送带有所述定位RFID标签自身ID信息的RFID标签标识信号；

RFID主定位基站，进一步包括电子芯片，所述电子芯片内设置有RFID发射模块、处理器和卫星定位模块，其中，

RFID发射模块，发送带有所述RFID主定位基站自身ID信息的RFID基站标识信号给辅助定位基站系统；

卫星定位模块，获取所述RFID主定位基站的地理位置信息，并将所述地理位置信息发送给所述处理器；

处理器，接收所述定位RFID标签的RFID标签标识信号，并根据接收到的所述RFID标签标识信号的强度判断所述定位RFID标签距离所述RFID主定位基站的距离；同时，所述处理器接收所述RFID主定位基站的地理位置信息，根据所述地理位置信息和所述定位RFID标签距离所述RFID主定位基站的距离确定所述定位RFID标签的地理位置信息； 

辅助定位基站系统，接收所述RFID主定位基站的RFID基站标识信号，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站系统的距离；然后根据所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站系统的距离和预先存储的所述辅助定位基站系统的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站的地理位置信息输出给处理器；

所述辅助定位基站系统进一步包括数据服务器;

所述RFID发射模块进一步包括启动单元；当所述处理器无法接收到所述卫星定位模块发送的所述RFID主定位基站的所述地理位置信息时，所述处理器向所述数据服务器发出请求信号，所述数据服务器接收到所述处理器发送的请求信号时，所述数据服务器向所述RFID发射模块的所述启动单元发出工作命令信号，当所述启动单元接收到所述数据服务器发送的所述工作命令信号时，所述RFID发射模块对外发送带有所述RFID主定位基站自身ID信息的RFID基站标识信号。

2.根据权利要求1所述的自定位式RFID定位系统，其特征在于，所述辅助定位基站系统进一步包括辅助定位基站，其中，

辅助定位基站，接收所述RFID发射模块发送的所述RFID主定位基站的RFID基站标识信号，并将所述RFID主定位基站的所述RFID基站标识信号、所述RFID基站标识信号的强度和预先存储的所述辅助定位基站的地理位置信息发送给数据服务器；

所述数据服务器，接收所述辅助定位基站发送的信息，并根据接收到的所述RFID基站标识信号的强度判断所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站的距离；然后根据所述RFID主定位基站距离所述辅助定位基站的距离和预先存储的所述辅助定位基站的地理位置信息计算得到所述RFID主定位基站的地理位置信息，并将所述RFID主定位基站的地理位置信息输出给处理器。

3.根据权利要求1或2所述的自定位式RFID定位系统，其特征在于，RFID主定位基站还包括第一天线，所述第一天线和所述RFID发射模块连接，用于所述RFID发射模块对外发送和接收信号。

4.根据权利要求3所述的自定位式RFID定位系统，其特征在于，RFID主定位基站还包括第二天线，所述第二天线和所述处理器连接，用于处理器对外发送和接收信号。

5.根据权利要求1或2所述的自定位式RFID定位系统，其特征在于，所述地理位置信息包括经纬度和海拔高度。

6.根据权利要求1或2所述的自定位式RFID定位系统，其特征在于，所述卫星定位模块为北斗卫星定位或者 GPS卫星定位。